結(jié)晶度對聚烯烴全切痕拉伸斷裂過程的影響.pdf

1、結(jié)晶聚合物的脆性斷裂銀紋化現(xiàn)象較為復(fù)雜，結(jié)晶度是聚合物斷裂過程中銀紋微纖的形成、生長和斷裂的重要影響因素之一。本文旨在研究熱處理對聚烯烴的結(jié)晶度及力學(xué)性能的影響，對三種具有不同結(jié)晶度的聚烯烴材料進(jìn)行了全切痕勻速拉伸斷裂過程的研究，并對聚烯烴的斷裂過程的銀紋區(qū)性能進(jìn)行了探討。
　　本文首先通過力學(xué)性能和DSC測試研究了熱處理溫度和熱處理時間對三種聚烯烴（PP，HDPE2480和HDPE100S）的結(jié)晶度，拉伸性能和沖擊性能的影響。結(jié)

2、果表明：熱處理時間為10-25 min，PP的結(jié)晶度在70℃，100℃和130℃時可分別相對提高8.6％，21.2%和23.7%；熱處理時間為30-90 min，HDPE2480的結(jié)晶度在70℃和100℃可分別相對提高8.3%和14.3%；熱處理時間60 min熱處理溫度50-100℃，HDPE100S的結(jié)晶度可相對提高19.2%。
　　再分別對三種采用適當(dāng)?shù)臒崽幚淼玫降牟煌Y(jié)晶度聚烯烴材料PP，HDPE2480和HDPE100S

3、進(jìn)行了全切痕勻速拉伸斷裂過程的研究（拉伸速率分別為0.1、0.5、1、5、20和50 mm/min）；同時還研究了不同溫度（9℃和23℃）對PP，HDPE2480和HDPE100S全切痕勻速拉伸斷裂過程的影響。在分析PP，HDPE2480和HDPE100S全切痕拉伸屈服應(yīng)力、屈服位移，斷裂位移的關(guān)系的基礎(chǔ)上，結(jié)合SEM對全切痕勻速拉伸斷面形貌和銀紋形貌觀察分析，結(jié)果表明：三種聚烯烴的全切痕拉伸屈服應(yīng)力均隨著其結(jié)晶度的增大和溫度的降低逐漸

4、減小，但由于三種聚烯烴材料的全切痕拉伸屈服應(yīng)力，屈服位移，斷裂位移均表現(xiàn)出不同的特性，因此結(jié)晶度對三種聚烯烴材料全切痕拉伸斷裂過程的影響有各自的特點(diǎn)。
　　23℃時，結(jié)晶度低的PP0高應(yīng)力時的全切痕拉伸屈服位移和斷裂位移基本保持穩(wěn)定，表現(xiàn)出具有常臨界位移控制的銀紋斷裂，而結(jié)晶度較高的PP15和PP25在斷裂過程中幾乎無銀紋微纖產(chǎn)生；9℃時不同結(jié)晶度的PP均有較為穩(wěn)定的屈服位移和斷裂位移。PP拉伸斷面的SEM觀察顯示了結(jié)晶度較大的P

5、P表現(xiàn)出更為明顯的因交叉片晶引起的橫系結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。PP的銀紋微纖形貌觀察揭示了較高結(jié)晶度的PP因晶間纏結(jié)分子鏈減少導(dǎo)致銀紋微纖更細(xì)弱且微纖間空洞體積更大。因此，PP0無論是23℃還是9℃均表現(xiàn)出具有常臨界位移控制的銀紋斷裂，PP15和PP25僅在9℃時表現(xiàn)出具有常臨界位移控制的銀紋斷裂，并且其銀紋穩(wěn)定性隨結(jié)晶度提高而降低。PP的屈服應(yīng)力與屈服時間的曲線揭示了結(jié)晶度較大溫度較低的PP斷裂阻抗較好。
　　23℃和9℃時，不同結(jié)晶度

6、的HDPE2480和HDPE100S高應(yīng)力時的全切痕拉伸的屈服位移和斷裂位移均保持穩(wěn)定，并且表明銀紋穩(wěn)定性的常臨界位移隨著結(jié)晶度的增大和溫度的降低而減小。拉伸斷面的SEM觀察揭示了：HDPE2480的斷面隨結(jié)晶度的提高，分子鏈纏結(jié)程度減弱，斷面微纖形貌更為細(xì)密，更為平整；HDPE100S隨結(jié)晶度增大，更多晶體作為物理交聯(lián)點(diǎn)作用，分子鏈滑移與解纏極為困難，致使其微纖形貌更為粗短；因此，兩種HDPE隨著結(jié)晶度的增大更傾向于形成更為細(xì)小的銀紋